بررسي عددي جريان مافوق صوت گاز رقيق حول چند شكل ساده

Numerical Study of Rarefied Gas Supersonic Flows about Several Simple Shapes

با گسترش تكنولوژي‌هاي ساخت در ابعاد ميكرو تعداد قابل ملاحظه‌اي از اين وسايل در دهه‌هاي گذشته طراحي، ساخته و به كار گرفته شده‌اند. سيستم‌هاي ميكرو مكانيكي الكتريكي(MEMS) تركيبي از اجزاء مكانيكي، سنسورها، عملگرها و اجزاء الكتريكي مي‌باشند. با گسترش اين سيستم‌ها، انواع ميكرو ماهواره‌ با پيشران‌هاي ديجيتالي توسعه داده شده‌اند. سازمان‌هاي فضايي دنيا در حال مطالعه برروي نسل جديدي از ماموريت‌هاي فضايي با استفاده از ميكرو ماهواره‌ها مي‌باشند. با توجه به استفاده زياد از سيستم‌هاي MEMS در سال‌هاي اخير، از اين رو براي پيشرفت اين تكنولوژي‌ها شناخت فيزيكي و توسعه بنيادين مرتبط با آنها لازم مي‌باشد. در ابعاد ميكرو معمولا رفتارهاي متفاوتي نسبت به ابعاد ماكرو ديده مي‌شود و اين به خاطر اثر پارامتر بدون بعد عدد نادسن مي‌باشد كه رژيم‌هاي متفاوتي از جريان را ايجاد مي‌كند. براي شبيه سازي جريان گاز رقيق معمولا از روش DSMC استفاده مي‌شود. اين روش بر مبناي جداسازي حركت و برخورد مولكول‌ها از يكديگر عمل مي‌كند. حركت مولكول‌ها كاملا تعيني و برخورد مولكول‌ها به صورت تصادفي مدل‌سازي مي‌شود. در تحقيق حاضرشبيه‌سازي جريان گاز بر روي چند جسم در ابعاد ميكرو انجام شده است كه هدف از اين تحقيق استفاده از روش DSMC براي بررسي رفتار جريان گاز رقيق بر روي اجسام با ابعاد ميكرو مي‌باشد. تمركز بر روي رژيم انتقالي، يعني بين جريان پيوسته و جريان آزاد مولكولي مي باشد. كه جريان گاز در نادسن‌هاي مختلف از 0.025 تا 1 و نسبت سرعت 3.5 تا 10 را به صورت عددي مورد بررسي قرارگرفته است.

development of the micro-scale technologies, making significant number of these devices in the past decades, built and have been used. Micro-Electrical Mechanical Systems (MEMS) is a combination of mechanical elements, sensors, actuators and electrical components. With the development of this system, a variety of micro-satellites with digital propellants have been developed. The World aerospace organizations are studying a new generation of space missions using micro-satellites are. Due to the increased use of MEMS systems in recent years, hence to improve the physical identification and develop fundamental technologies associated with them is necessary. in Micro-scale typically different behaviors seen compared to the macroscale This is due to the effect of Knudsen number dimensionless parameter that creates different from the current regimes. DSMC method is usually used to simulate the rarefied gas flow. This method is based on movement separation and collision of molecules from each other operates. molecules movement completely is randomly and Molecules colliding determined modeled. In the present study gas flow simulation on micro-scale bodies is done that aim of this study using DSMC method for survey the behavior of rarefied gas flow on microscale bodies. Focusing on transitional regime, between continuous flow and free molecules flow that gas flow in different Knudsen from 0.025 to 1 and velocity ratio 3.5 to 10 is numerically investigated.